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Theorem fzsplit3 23031
Description: Split a finite interval of integers into two parts. (Contributed by Thierry Arnoux, 2-May-2017.)
Assertion
Ref Expression
fzsplit3  |-  ( K  e.  ( M ... N )  ->  ( M ... N )  =  ( ( M ... ( K  -  1
) )  u.  ( K ... N ) ) )

Proof of Theorem fzsplit3
Dummy variable  x is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 elfzelz 10798 . . . . . . 7  |-  ( x  e.  ( M ... N )  ->  x  e.  ZZ )
21zred 10117 . . . . . 6  |-  ( x  e.  ( M ... N )  ->  x  e.  RR )
3 elfzelz 10798 . . . . . . . 8  |-  ( K  e.  ( M ... N )  ->  K  e.  ZZ )
43zred 10117 . . . . . . 7  |-  ( K  e.  ( M ... N )  ->  K  e.  RR )
5 1re 8837 . . . . . . . 8  |-  1  e.  RR
65a1i 10 . . . . . . 7  |-  ( K  e.  ( M ... N )  ->  1  e.  RR )
74, 6resubcld 9211 . . . . . 6  |-  ( K  e.  ( M ... N )  ->  ( K  -  1 )  e.  RR )
8 lelttric 8927 . . . . . 6  |-  ( ( x  e.  RR  /\  ( K  -  1
)  e.  RR )  ->  ( x  <_ 
( K  -  1 )  \/  ( K  -  1 )  < 
x ) )
92, 7, 8syl2anr 464 . . . . 5  |-  ( ( K  e.  ( M ... N )  /\  x  e.  ( M ... N ) )  -> 
( x  <_  ( K  -  1 )  \/  ( K  - 
1 )  <  x
) )
10 elfzuz 10794 . . . . . . 7  |-  ( x  e.  ( M ... N )  ->  x  e.  ( ZZ>= `  M )
)
11 1z 10053 . . . . . . . . 9  |-  1  e.  ZZ
1211a1i 10 . . . . . . . 8  |-  ( K  e.  ( M ... N )  ->  1  e.  ZZ )
133, 12zsubcld 10122 . . . . . . 7  |-  ( K  e.  ( M ... N )  ->  ( K  -  1 )  e.  ZZ )
14 elfz5 10790 . . . . . . 7  |-  ( ( x  e.  ( ZZ>= `  M )  /\  ( K  -  1 )  e.  ZZ )  -> 
( x  e.  ( M ... ( K  -  1 ) )  <-> 
x  <_  ( K  -  1 ) ) )
1510, 13, 14syl2anr 464 . . . . . 6  |-  ( ( K  e.  ( M ... N )  /\  x  e.  ( M ... N ) )  -> 
( x  e.  ( M ... ( K  -  1 ) )  <-> 
x  <_  ( K  -  1 ) ) )
16 elfzuz3 10795 . . . . . . . . 9  |-  ( x  e.  ( M ... N )  ->  N  e.  ( ZZ>= `  x )
)
1716adantl 452 . . . . . . . 8  |-  ( ( K  e.  ( M ... N )  /\  x  e.  ( M ... N ) )  ->  N  e.  ( ZZ>= `  x ) )
18 elfzuzb 10792 . . . . . . . . 9  |-  ( x  e.  ( K ... N )  <->  ( x  e.  ( ZZ>= `  K )  /\  N  e.  ( ZZ>=
`  x ) ) )
1918rbaib 873 . . . . . . . 8  |-  ( N  e.  ( ZZ>= `  x
)  ->  ( x  e.  ( K ... N
)  <->  x  e.  ( ZZ>=
`  K ) ) )
2017, 19syl 15 . . . . . . 7  |-  ( ( K  e.  ( M ... N )  /\  x  e.  ( M ... N ) )  -> 
( x  e.  ( K ... N )  <-> 
x  e.  ( ZZ>= `  K ) ) )
21 eluz 10241 . . . . . . . 8  |-  ( ( K  e.  ZZ  /\  x  e.  ZZ )  ->  ( x  e.  (
ZZ>= `  K )  <->  K  <_  x ) )
223, 1, 21syl2an 463 . . . . . . 7  |-  ( ( K  e.  ( M ... N )  /\  x  e.  ( M ... N ) )  -> 
( x  e.  (
ZZ>= `  K )  <->  K  <_  x ) )
233adantr 451 . . . . . . . 8  |-  ( ( K  e.  ( M ... N )  /\  x  e.  ( M ... N ) )  ->  K  e.  ZZ )
241adantl 452 . . . . . . . 8  |-  ( ( K  e.  ( M ... N )  /\  x  e.  ( M ... N ) )  ->  x  e.  ZZ )
25 zlem1lt 10069 . . . . . . . 8  |-  ( ( K  e.  ZZ  /\  x  e.  ZZ )  ->  ( K  <_  x  <->  ( K  -  1 )  <  x ) )
2623, 24, 25syl2anc 642 . . . . . . 7  |-  ( ( K  e.  ( M ... N )  /\  x  e.  ( M ... N ) )  -> 
( K  <_  x  <->  ( K  -  1 )  <  x ) )
2720, 22, 263bitrd 270 . . . . . 6  |-  ( ( K  e.  ( M ... N )  /\  x  e.  ( M ... N ) )  -> 
( x  e.  ( K ... N )  <-> 
( K  -  1 )  <  x ) )
2815, 27orbi12d 690 . . . . 5  |-  ( ( K  e.  ( M ... N )  /\  x  e.  ( M ... N ) )  -> 
( ( x  e.  ( M ... ( K  -  1 ) )  \/  x  e.  ( K ... N
) )  <->  ( x  <_  ( K  -  1 )  \/  ( K  -  1 )  < 
x ) ) )
299, 28mpbird 223 . . . 4  |-  ( ( K  e.  ( M ... N )  /\  x  e.  ( M ... N ) )  -> 
( x  e.  ( M ... ( K  -  1 ) )  \/  x  e.  ( K ... N ) ) )
30 elfzuz 10794 . . . . . . 7  |-  ( x  e.  ( M ... ( K  -  1
) )  ->  x  e.  ( ZZ>= `  M )
)
3130adantl 452 . . . . . 6  |-  ( ( K  e.  ( M ... N )  /\  x  e.  ( M ... ( K  -  1 ) ) )  ->  x  e.  ( ZZ>= `  M ) )
32 elfzuz3 10795 . . . . . . . 8  |-  ( K  e.  ( M ... N )  ->  N  e.  ( ZZ>= `  K )
)
3332adantr 451 . . . . . . 7  |-  ( ( K  e.  ( M ... N )  /\  x  e.  ( M ... ( K  -  1 ) ) )  ->  N  e.  ( ZZ>= `  K ) )
34 elfzuz3 10795 . . . . . . . . . 10  |-  ( x  e.  ( M ... ( K  -  1
) )  ->  ( K  -  1 )  e.  ( ZZ>= `  x
) )
3534adantl 452 . . . . . . . . 9  |-  ( ( K  e.  ( M ... N )  /\  x  e.  ( M ... ( K  -  1 ) ) )  -> 
( K  -  1 )  e.  ( ZZ>= `  x ) )
36 peano2uz 10272 . . . . . . . . 9  |-  ( ( K  -  1 )  e.  ( ZZ>= `  x
)  ->  ( ( K  -  1 )  +  1 )  e.  ( ZZ>= `  x )
)
3735, 36syl 15 . . . . . . . 8  |-  ( ( K  e.  ( M ... N )  /\  x  e.  ( M ... ( K  -  1 ) ) )  -> 
( ( K  - 
1 )  +  1 )  e.  ( ZZ>= `  x ) )
384recnd 8861 . . . . . . . . . . 11  |-  ( K  e.  ( M ... N )  ->  K  e.  CC )
396recnd 8861 . . . . . . . . . . 11  |-  ( K  e.  ( M ... N )  ->  1  e.  CC )
4038, 39npcand 9161 . . . . . . . . . 10  |-  ( K  e.  ( M ... N )  ->  (
( K  -  1 )  +  1 )  =  K )
4140eleq1d 2349 . . . . . . . . 9  |-  ( K  e.  ( M ... N )  ->  (
( ( K  - 
1 )  +  1 )  e.  ( ZZ>= `  x )  <->  K  e.  ( ZZ>= `  x )
) )
4241adantr 451 . . . . . . . 8  |-  ( ( K  e.  ( M ... N )  /\  x  e.  ( M ... ( K  -  1 ) ) )  -> 
( ( ( K  -  1 )  +  1 )  e.  (
ZZ>= `  x )  <->  K  e.  ( ZZ>= `  x )
) )
4337, 42mpbid 201 . . . . . . 7  |-  ( ( K  e.  ( M ... N )  /\  x  e.  ( M ... ( K  -  1 ) ) )  ->  K  e.  ( ZZ>= `  x ) )
44 uztrn 10244 . . . . . . 7  |-  ( ( N  e.  ( ZZ>= `  K )  /\  K  e.  ( ZZ>= `  x )
)  ->  N  e.  ( ZZ>= `  x )
)
4533, 43, 44syl2anc 642 . . . . . 6  |-  ( ( K  e.  ( M ... N )  /\  x  e.  ( M ... ( K  -  1 ) ) )  ->  N  e.  ( ZZ>= `  x ) )
46 elfzuzb 10792 . . . . . 6  |-  ( x  e.  ( M ... N )  <->  ( x  e.  ( ZZ>= `  M )  /\  N  e.  ( ZZ>=
`  x ) ) )
4731, 45, 46sylanbrc 645 . . . . 5  |-  ( ( K  e.  ( M ... N )  /\  x  e.  ( M ... ( K  -  1 ) ) )  ->  x  e.  ( M ... N ) )
48 elfzuz 10794 . . . . . . 7  |-  ( x  e.  ( K ... N )  ->  x  e.  ( ZZ>= `  K )
)
49 elfzuz 10794 . . . . . . 7  |-  ( K  e.  ( M ... N )  ->  K  e.  ( ZZ>= `  M )
)
50 uztrn 10244 . . . . . . 7  |-  ( ( x  e.  ( ZZ>= `  K )  /\  K  e.  ( ZZ>= `  M )
)  ->  x  e.  ( ZZ>= `  M )
)
5148, 49, 50syl2anr 464 . . . . . 6  |-  ( ( K  e.  ( M ... N )  /\  x  e.  ( K ... N ) )  ->  x  e.  ( ZZ>= `  M ) )
52 elfzuz3 10795 . . . . . . 7  |-  ( x  e.  ( K ... N )  ->  N  e.  ( ZZ>= `  x )
)
5352adantl 452 . . . . . 6  |-  ( ( K  e.  ( M ... N )  /\  x  e.  ( K ... N ) )  ->  N  e.  ( ZZ>= `  x ) )
5451, 53, 46sylanbrc 645 . . . . 5  |-  ( ( K  e.  ( M ... N )  /\  x  e.  ( K ... N ) )  ->  x  e.  ( M ... N ) )
5547, 54jaodan 760 . . . 4  |-  ( ( K  e.  ( M ... N )  /\  ( x  e.  ( M ... ( K  - 
1 ) )  \/  x  e.  ( K ... N ) ) )  ->  x  e.  ( M ... N ) )
5629, 55impbida 805 . . 3  |-  ( K  e.  ( M ... N )  ->  (
x  e.  ( M ... N )  <->  ( x  e.  ( M ... ( K  -  1 ) )  \/  x  e.  ( K ... N
) ) ) )
57 elun 3316 . . 3  |-  ( x  e.  ( ( M ... ( K  - 
1 ) )  u.  ( K ... N
) )  <->  ( x  e.  ( M ... ( K  -  1 ) )  \/  x  e.  ( K ... N
) ) )
5856, 57syl6bbr 254 . 2  |-  ( K  e.  ( M ... N )  ->  (
x  e.  ( M ... N )  <->  x  e.  ( ( M ... ( K  -  1
) )  u.  ( K ... N ) ) ) )
5958eqrdv 2281 1  |-  ( K  e.  ( M ... N )  ->  ( M ... N )  =  ( ( M ... ( K  -  1
) )  u.  ( K ... N ) ) )
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:    -> wi 4    <-> wb 176    \/ wo 357    /\ wa 358    = wceq 1623    e. wcel 1684    u. cun 3150   class class class wbr 4023   ` cfv 5255  (class class class)co 5858   RRcr 8736   1c1 8738    + caddc 8740    < clt 8867    <_ cle 8868    - cmin 9037   ZZcz 10024   ZZ>=cuz 10230   ...cfz 10782
This theorem is referenced by:  ballotlemfrceq  23087
This theorem was proved from axioms:  ax-1 5  ax-2 6  ax-3 7  ax-mp 8  ax-gen 1533  ax-5 1544  ax-17 1603  ax-9 1635  ax-8 1643  ax-13 1686  ax-14 1688  ax-6 1703  ax-7 1708  ax-11 1715  ax-12 1866  ax-ext 2264  ax-sep 4141  ax-nul 4149  ax-pow 4188  ax-pr 4214  ax-un 4512  ax-cnex 8793  ax-resscn 8794  ax-1cn 8795  ax-icn 8796  ax-addcl 8797  ax-addrcl 8798  ax-mulcl 8799  ax-mulrcl 8800  ax-mulcom 8801  ax-addass 8802  ax-mulass 8803  ax-distr 8804  ax-i2m1 8805  ax-1ne0 8806  ax-1rid 8807  ax-rnegex 8808  ax-rrecex 8809  ax-cnre 8810  ax-pre-lttri 8811  ax-pre-lttrn 8812  ax-pre-ltadd 8813  ax-pre-mulgt0 8814
This theorem depends on definitions:  df-bi 177  df-or 359  df-an 360  df-3or 935  df-3an 936  df-tru 1310  df-ex 1529  df-nf 1532  df-sb 1630  df-eu 2147  df-mo 2148  df-clab 2270  df-cleq 2276  df-clel 2279  df-nfc 2408  df-ne 2448  df-nel 2449  df-ral 2548  df-rex 2549  df-reu 2550  df-rab 2552  df-v 2790  df-sbc 2992  df-csb 3082  df-dif 3155  df-un 3157  df-in 3159  df-ss 3166  df-pss 3168  df-nul 3456  df-if 3566  df-pw 3627  df-sn 3646  df-pr 3647  df-tp 3648  df-op 3649  df-uni 3828  df-iun 3907  df-br 4024  df-opab 4078  df-mpt 4079  df-tr 4114  df-eprel 4305  df-id 4309  df-po 4314  df-so 4315  df-fr 4352  df-we 4354  df-ord 4395  df-on 4396  df-lim 4397  df-suc 4398  df-om 4657  df-xp 4695  df-rel 4696  df-cnv 4697  df-co 4698  df-dm 4699  df-rn 4700  df-res 4701  df-ima 4702  df-iota 5219  df-fun 5257  df-fn 5258  df-f 5259  df-f1 5260  df-fo 5261  df-f1o 5262  df-fv 5263  df-ov 5861  df-oprab 5862  df-mpt2 5863  df-1st 6122  df-2nd 6123  df-riota 6304  df-recs 6388  df-rdg 6423  df-er 6660  df-en 6864  df-dom 6865  df-sdom 6866  df-pnf 8869  df-mnf 8870  df-xr 8871  df-ltxr 8872  df-le 8873  df-sub 9039  df-neg 9040  df-nn 9747  df-n0 9966  df-z 10025  df-uz 10231  df-fz 10783
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